焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)脫硫廢液處理的工藝優(yōu)化分析

肖晶 張強 黃文(北京藍(lán)圖工程設(shè)計有限公司，北京 100070)

0 引言

在處理焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)脫硫廢液的過程中，主要是利用焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝裝置，處理焦?fàn)t煙氣之后可以滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)，但是在硫銨工段中，脫硫廢液會影響到硫銨管內(nèi)段的運行，因此需要利用針對性的治理措施，優(yōu)化焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)脫硫廢液處理工藝。

1 概述焦?fàn)t煙氣氨法脫硫廢液

1.1 焦?fàn)t煙氣的特征

焦?fàn)t煙氣濃度并不是一成不變的，并且這種變化具有周期性變化特征，濃度最高值和最低值之間具有較大差距。焦?fàn)t砌筑材料具有耐火性特征，但是焦?fàn)t墻壁可能不夠嚴(yán)密，在結(jié)焦過程中會泄漏煙氣。此外煙氣具有多種成分，其中包括焦油和硫化氫以及一氧化碳等，泄漏了煙氣之后可能會嚴(yán)重污染環(huán)境[1]。

在高溫條件下，煤氣會發(fā)生裂解，在裂解過程中，在焦?fàn)t砌體磚縫隙中會因此產(chǎn)生石墨，焦油會密封砌體磚縫隙，但是焦?fàn)t不斷提高集氣管的壓力，縫隙中的石墨會發(fā)生燃燒效應(yīng)，因此引發(fā)墻面煙氣滲漏問題，在燃燒室內(nèi)進(jìn)入荒煤氣，高溫條件中會析出石墨粉塵，進(jìn)一步加劇煙氣污染。

1.2 焦?fàn)t煙氣氨法脫硫工藝

工藝原理：實施氨氣脫硫法，融合反映水溶液的NH3和SO2，啟用煙氣脫硫塔吸收煙氣當(dāng)中混有的SO2。利用脫硫塔的壓縮空氣，加快氧化處理亞硫酸銨，因此形成硫酸銨。在整個過程中，可以將廢棄中的SO2不斷吸收，工作人員在這個階段需要補充NH3，雖然無法加快SO2吸收效率，但是可以使吸收液中NH3的質(zhì)量不斷提高[2]。

工藝流程：高溫焦?fàn)t煙氣和低溫?zé)煔庵g利用再熱器實施熱量交換，有效降低脫硝煙氣到150℃以內(nèi)，隨后進(jìn)入到脫硫塔濃縮段，逆流接觸了濃縮段的循環(huán)母液，可以繼續(xù)降低脫硝高溫?zé)煔鉃?0℃以內(nèi)，隨后進(jìn)入到吸收段，和循環(huán)吸收液接觸之后將煙氣中的SO2脫除，進(jìn)入到水洗段之后，充分混合了循環(huán)水之后，可以脫除煙氣中的氨，再實施除塵和除濕處理之后，再通過煙氣再熱器的換熱處工作周，最終在煙囪中排出煙氣。針對脫硫塔中多余的廢液，需要投入到硫銨工作中經(jīng)過上述處理工作。

氨法脫硫廢液特征：氨法脫硫廢液pH 值處于2.0～3.5 范圍內(nèi)，硫酸銨密度處于1150～1170kg/m3范圍內(nèi)。直接混合脫硫循環(huán)液可以和煙氣，不僅可以將煙氣中的SO2脫除，同時煙氣中的石墨和焦油等雜質(zhì)也可以同步清洗干凈，這些雜質(zhì)融入到廢液當(dāng)中，導(dǎo)致廢液因此呈現(xiàn)黑色。處理脫硫廢液的過程中具有較大難度[3]。

2 硫銨工段運行情況

2.1 硫銨工段工藝流程

硫銨工段生產(chǎn)硫銨的過程中主要是利用噴淋式拌合器法，首先利用預(yù)熱器熱處理工作，將處理后的煤氣送入到飽和器前室，混合氣體和母液之后，可以將煤氣中的氨氣成分脫除干凈，再送入到飽和器厚實當(dāng)中，融合了其中的母液之后，可以脫除煤氣中的氨含量，再利用除酸器去除煤氣中硫酸含量。

2.2 硫銨工段接收氨法脫硫廢液前生產(chǎn)運行情況

在操作飽和器的過程中，飽和器大母液泵電流會產(chǎn)生規(guī)律性波動，在加酸處理過程中，大母液電流具有穩(wěn)定性，波動范圍在10A 左右，飽和器具有穩(wěn)定的阻力，不會因為阻力高被迫實施檢修。保和液的母液呈現(xiàn)出乳黃色，硫銨產(chǎn)品呈現(xiàn)出白色，產(chǎn)品顆粒比較大，硫銨產(chǎn)品的合格率達(dá)到95%以上。在酸洗工作中，可以維護(hù)飽和器運行的穩(wěn)定性，在滿流槽中不會溢出泡沫，在設(shè)備中也不會發(fā)生掛料的情況[4]。

2.3 硫銨工段接收氨法脫硫廢液異常生產(chǎn)情況

原工藝：在焦?fàn)t煙氣氨法脫硫塔循環(huán)槽泵出口部位，連接硫銨工段母液貯槽和管道，如果具有較多的循環(huán)槽液，向母液貯槽中打入多余的廢液。飽和器補液階段，脫硫廢液和硫銨母液會一起進(jìn)入到飽和器中。

異常生產(chǎn)運行情況：飽和器大母液泵電流具有加大的波動，在實際生產(chǎn)過程中，波動主要圍繞在60A 左右。飽和器具有較高的阻力，阻力過高會影響到煤氣鼓風(fēng)機(jī)運行。阻飽和器中母液呈現(xiàn)出黑紅色，硫銨產(chǎn)品呈現(xiàn)黑色，顆粒比較小，降低硫銨產(chǎn)品合格率在80%。飽和器滿流槽在實際生產(chǎn)過程中，在酸洗階段會產(chǎn)生嚴(yán)重的溢液問題，作業(yè)情況非常復(fù)雜。飽和器結(jié)晶槽中會產(chǎn)生嚴(yán)重的掛壁情況，在實際生產(chǎn)過程中，結(jié)晶槽內(nèi)部會附著硫銨結(jié)晶，降低了結(jié)晶溶劑。在下料口部位可能會出現(xiàn)堵塞問題，拆下下料截門之后會放出焦油等雜質(zhì)[5]。

分析硫銨工段異常情況：氨法脫硫廢液中具有焦油等，因為焦油具有較大的黏性，廢液進(jìn)入到硫銨工段飽和器之后，出現(xiàn)飽和器母液噴灑問題，引發(fā)骨料問題，工作時間不斷延長，會逐漸增大掛料體積，掛料會堵塞煤氣通道，也因此提高飽和器的阻力，大面積掛料可能會掉落下來，因此堵塞飽和器管道，在吸收器產(chǎn)生積液，增大了飽和器的阻力，潔凈室因此缺液，大母液泵循環(huán)母液量因此受到影響，電流值發(fā)生顯著的變化，改變飽和器煤氣中氨含量。工作人員在檢維修飽和器的時候，發(fā)現(xiàn)在飽和器前室中存在很多的積料，質(zhì)地非常堅硬，不容易發(fā)生融化。飽和器結(jié)晶槽母液流動速度比較低，在結(jié)晶槽內(nèi)壁中附著的結(jié)晶母液中存在較多的焦油成分，因此形成掛料。在大加酸之后，可以溶解結(jié)晶槽內(nèi)部掛料，分離出掛料中的焦油，在下料口部位不斷沉積焦油，長期以往會堵塞下料口。

因為氨法脫硫廢液中雜質(zhì)含量比較高，這類廢液進(jìn)入到飽和器之后，也會隨之提高硫銨母液的雜質(zhì)含量，因此改變了母液顏色。母液雜質(zhì)會影響到硫酸銨結(jié)晶成長。在硫銨結(jié)晶表面附著各種雜質(zhì)。硫銨顆粒比較小，可以高效吸附游離酸和水，提高了游離酸和水分的含量，降低了硫銨產(chǎn)品合格率。

飽和器母液系統(tǒng)中的焦油含量因為氨法脫硫廢液因此增加，焦油還會增加母液的表面張力，在大加酸之后，會降低母液中硫銨含量，焦油和母液因此形成泡沫，在滿流槽中大量加入濃硫酸之后，會加劇母液放熱反應(yīng)，氣體會吹出滿流槽中的泡沫，從而溢出大量的泡沫。

3 改善硫銨工段生產(chǎn)運行的方法

3.1 凈化焦?fàn)t煙氣脫硫廢液

技術(shù)人員需要將壓濾系統(tǒng)安裝在硫銨工段，負(fù)責(zé)壓濾處理廢液，向硫銨飽和器中排入清液。 在硫銨工段設(shè)置過濾系統(tǒng)，過濾系統(tǒng)利用的過濾材料為活性炭，凈化處理了廢液之后，將清液排入到飽和器當(dāng)中[6]。

3.2 強化硫銨工段飽和器的運行

適當(dāng)?shù)慕档土蜾@母液的酸度：技術(shù)人員可以根據(jù)工作實際情況適當(dāng)?shù)奶岣吣敢旱乃岫龋瑹o法保持過飽和度，影響到晶體的成長，同時會增大母液的黏度，降低硫銨分子的擴(kuò)散放速度，同時會降低晶體成長速度。母液酸度被提高之后，硫銨結(jié)晶的平均粒度因此減小。根據(jù)實驗確定硫銨結(jié)晶酸度最佳范圍，為了避免堵塞飽和器，技術(shù)人員可以降低飽和器母液的酸度，余量也會因此減少。

穩(wěn)定硫銨母液溫度：通過降低母液的溫度，設(shè)置新的溫度范圍，母液在超飽和狀態(tài)當(dāng)中會產(chǎn)生很多的晶核。保障硫銨母液的均勻性和穩(wěn)定性，可以產(chǎn)生大顆粒的硫銨結(jié)晶。

控制母液晶比：如果晶比比較大，將會增多硫銨晶粒之間的摩擦力，在摩擦力的作用下碾碎大顆粒的晶粒。降低氨氣和硫酸的反映時間，氨的吸收效果因此受到影響。如果沒有均勻的攪拌母液，將會堵塞飽和器。晶比比較小，將會抑制結(jié)晶成長，降低了母液密度，很難分離焦油和母液形成氧化物，飽和器發(fā)生泡沫之后，硫銨產(chǎn)品會因此受到污染。

4 改進(jìn)措施和改進(jìn)效果

發(fā)揮壓濾系統(tǒng)的作用，可以壓濾處理廢液，將清液投入到硫銨系統(tǒng)當(dāng)中，母液質(zhì)量因此提高。經(jīng)過壓濾處理工作之后，將廢液引入到硫銨工段的母液貯槽當(dāng)中，再實施壓濾之后送入到壓濾機(jī)當(dāng)中，在這一工作過程中可以過濾石墨和焦油等雜質(zhì)，工作人員可以定期清理濾布上的雜質(zhì)，壓濾之后，將清液引入到貯槽當(dāng)中，連接了貯槽和液氯管道之后，高效的壓濾處理母液貯槽中的污染的母液，可以提高硫銨系統(tǒng)的母液質(zhì)量，同時可以抑制溢流槽的泡沫問題，改善硫銨產(chǎn)品的顏色和粒度[7]。

調(diào)整控制硫銨飽和器，維持硫銨飽和器母液溫度的穩(wěn)定性，在回水工作階段中，工作人員可以利用飽和器汽水分配盤控制水溫和母液的溫度，維護(hù)飽和器溫度的穩(wěn)定性，如果溫度發(fā)生顯著的變化，將會影響到硫銨結(jié)晶質(zhì)量。降低飽和器母液的酸度，可以促進(jìn)硫銨結(jié)晶成長。調(diào)節(jié)結(jié)晶槽的下料工作，嚴(yán)格控制飽和器的母液晶比。通過上述調(diào)整方式，可以進(jìn)一步增大硫銨產(chǎn)品粒度，保障產(chǎn)品合格率在90%以上。

利用汽液分配盤連接飽和器前室的母液噴灑管，定期利用熱水噴灑和沖洗飽和器前室，避免在飽和器內(nèi)壁中產(chǎn)生積料，提高飽和器操作的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

本文分析了焦?fàn)t煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)脫硫廢液處理工藝優(yōu)化措施，避免硫銨工段影響到飽和器生產(chǎn)工作，通過壓濾凈化工作，調(diào)整整體操作的指標(biāo)，在硫銨工段中優(yōu)化處理焦?fàn)t煙氣脫硫廢液。